Αλατότητα και ανάπτυξη των φυτών

Περιεχόμενα

1 Εισαγωγή στην αλατότητα και την ανάπτυξη των φυτών
2 Μηχανισμοί δράσης των αλάτων
3 Πώς τα φυτά αντιδρούν στην αλατότητα
4 Επίδραση της νατρίωσης του εδάφους στην ανάπτυξη των φυτών
5 Ανθεκτικότητα των Καλλιεργειών στα Άλατα
6 Παράγοντες της Ανθεκτικότητας των Φυτών στα Άλατα
7 Συναρτησιακές Σχέσεις μεταξύ της Ανθεκτικότητας των Φυτών στα Άλατα με τις Αποδόσεις
8 Αξιολόγηση της Ανθεκτικότητας των Φυτών στα Άλατα
9 Το Βόριο των Νερών Άρδευσης
10 Το Χλώριο των Νερών Άρδευσης
11 Το Νάτριο των Νερών Άρδευσης
12 Διαχείριση των Τοξικών Επιδράσεων των Na, Cl και Β
13 Επιπτώσεις της Τοξικότητας του Νερού Άρδευσης στα Φύλλα των Φυτών
14 Επιπτώσεις Νερών Πλούσιων σε Άζωτο
15 Επιπτώσεις του pH του Νερού Άρδευσης στις Καλλιέργειες
16 Σχετικές σελίδες
17 Βιβλιογραφία

Εισαγωγή στην αλατότητα και την ανάπτυξη των φυτών

Η παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων αλάτων στο έδαφος αποτελεί σοβαρό παράγοντα αναστολής της φυτικής ανάπτυξης. Συνοπτικά υπογραμμίζεται ότι οι συνέπειες των αλάτων στην ανάπτυξη του φυτού είναι οι εξής: α) αύξηση της υδραυλικής ανθεκτικότητας των ριζών και φύλλων β) μεταβολή του επιπέδου των ορμονών του φυτού, γ) δυσμενής επίδραση στους φωτοσυνθετικούς μηχανισμούς και δ) ανταγωνισμός μεταξύ των ιόντων και προβλήματα θρέψης.

Όσον αφορά στους τρόπους δράσης της αλατότητας, είναι οι εξής: α) απευθείας καυστική επίδραση του υψηλού pH των νατριωμένων εδαφών στις ρίζες των φυτών, β) τοξική δράση των διτανθρακικών και λοιπών ανιόντων, π.χ. βορίου, ή κατιόντων Na+ στις φυσιολογικές λειτουργίες του φυτού, γ) δυσμενής επίδραση ορισμένων ενεργών ιόντων καθώς και χαμηλή διαθεσιμότητα των θρεπτικών λόγω του υψηλού pH και δ) έλλειψη οξυγόνου, συνέπεια υποβάθμισης της δομής λόγω διασποράς των συσσωματωμάτων και της μείωσης της περατότητας.

Εκτός από τις ανωτέρω συνέπειες, τα διαλυτά άλατα ασκούν ειδικές επιδράσεις δυσμενούς φύσης λόγω ορισμένων ιόντων που περιέχουν. Ιδιαιτέρως, όμως, αυτές οι επιδράσεις εκδηλώνονται από τα άλατα που βρίσκονται σε χαμηλές συγκεντρώσεις και από κάποια άλλα που απαντούν σε υψηλές συγκεντρώσεις. Στην πρώτη περίπτωση περιλαμβάνονται τα άλατα του ανθρακικού νατρίου, βορίου και χλωρίου, τα οποία δρούν τοξικά και στη δεύτερη περιλαμβάνονται τα ιόντα του Fe, P, Zn και Mn. Ειδικότερα, τα άλατα επιδρούν με ποικίλους τρόπους στην ανάπτυξη των φυτών. Καταρχήν προκαλούν ωσμωτικά φαινόμενα και ειδικές ιοντικές επιδράσεις, οι οποίες προκαλούν διάφορες θετικές και αρνητικές διεργασίες στην ανάπτυξη των φυτών.

Τα άλατα επιδρούν στα φυτά θετικά και αρνητικά. Οι θετικές επιπτώσεις τους συνίστανται στο ότι σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να επηρεάζουν την ανάπτυξη και σύνθεση των φυτών και να ενισχύουν ενίοτε τις αποδόσεις των καλλιεργειών, καθώς επίσης να βελτιώνουν και την ποιότητα των προϊόντων. Έτσι, ελαφρά αυξημένη αγωγιμότητα αυξάνει τις αποδόσεις του βαμβακιού, ενώ στην περίπτωση της τομάτας αυξάνει τη συγκέντρωση των ολικών διαλυτών ουσιών και βελτιώνει την ποιότητα των καρπών. Ωστόσο, η παρουσία υψηλού επιπέδου αλατότητας στο έδαφος έχει συνήθως δυσμενείς επιπτώσεις στη φυτική ανάπτυξη, τόσον από πλευράς ποσοτικής όσο και ποιοτικής. Και τούτο διότι η υψηλή αγωγιμότητα του εδάφους προκαλεί μείωση του εξωτερικού υδατικού δυναμικού, η οποία, όταν είναι μικρότερη της αντίστοιχης τιμής του υδατικού δυναμικού των κυττάρων, προκαλεί μείωση του εξωτερικού υδατικού δυναμικού, η οποία όταν είναι μικρότερη της αντίστοιχης τιμής του υδατικού δυναμικού των κυττάρων, προκαλεί στα φυτά τη λεγόμενη ωσμωτική ξήρανση, δηλαδή μειώνεται η διαθεσιμότητα του νερού στα φυτά. Η μείωση του υδατικού δυναμικού του μέσου ανάπτυξης, εν προκειμένω του εδάφους, θεωρείται ως πρωταρχική αιτία της δυσμενούς επίδρασης της αλατότητας στα φυτά.

Μηχανισμοί δράσης των αλάτων

Η υψηλή συγκέντρωση των αλάτων στο έδαφος και κατ' επέκταση στο εδαφικό διάλυμα μειώνει την <<ελεύθερη ενέργεια>>, διότι τα μόρια του νερού έλκονται προς τα ιόντα των αλάτων. Το γεγονός αυτό έχει ως συνέπεια τη μείωση του ωσμωτικού δυναμικού (Ψο) του εδαφοδιαλύματος. Είναι γνωστό ότι τα ισο-ωσμωτικά διαλύματα διάφορων αλάτων επιφέρουν την ίδια μείωση στην ανάπτυξη των φυτών. Αυτό είναι σύμφωνο με το ότι η πρόσληψη του νερού και η διαπνοή των φυτών μειώνεται με την ταυτόχρονη μείωση του ωσμωτικού δυναμικού, του μέσου ανάπτυξης των ριζών. Το ωσμωτικό δυναμικό οφείλεται στην παρουσία των αλάτων στο έδαφος και κυρίως στο εδαφικό διάλυμα. Τα διαλελυμένα άλατα του εδαφοδιαλύματος μειώνουν την ελεύθερη ενέργεια. Όταν το ωσμωτικό δυναμικό (Ψο) του μέσου ανάπτυξης των ριζών, εν προκειμένω του εδαφοδιαλύματος, μειώνεται λόγω συσσώρευσης αλάτων στο έδαφος, δηλαδή συνέπεια εναλάτωσης του, χωρίς ταυτόχρονα να παρατηρείται αντίστοιχη μείωση του υδατικού δυναμικού της ρίζας, ο ρυθμός ροής του νερού από το έδαφος προς τη ρίζα μειώνεται. Αυτό το γεγονός αποτελεί το μηχανισμό της ωσμωτικής επίδρασης στην ανάπτυξη των φυτών. Σε πολλές περιπτώσεις, το μειωμένο ωσμωτικό δυναμικό του εδαφοδιαλύματος, προκαλεί αντίστοιχη μείωση στο ωσμωτικό δυναμικό των φύλλων, διατηρώντας αναλλοίωτη την τιμή της βαθμίδας μεταβολής. Η τάση αυτή καλείται <<ωσμωτική προσαρμογή>> και είναι αποτέλεσμα της συσσώρευσης ανόργανων και οργανικών διαλελυμένων ουσιών, που επηρεάζουν την ωσμωτική προσαρμογή, μπορεί να προκαλέσει μείωση της ξηράς ουσίας. Η αυξημένη συγκέντρωση των αλάτων στο φυτό μπορεί να επιδράσει δυσμενώς και στην ορμονική ισορροπία του φυτού και να προκαλέσει βλάβες στα κύτταρα και τα οργανίδια του. Όσον αφορά στις ειδικές ιοντικές επιδράσεις των αλάτων, αυτές δημιουργούνται κυρίως από τη δυσμενή επίδραση των υψηλών συγκεντρώσεων του Na και Cl του εδαφοδιαλύματος. Τα ιόντα αυτά, γενικά, σπανίως επιδρούν δυσμενώς στα ποώδη φυτά ενώτα ξυλώδη συνήθως είναι ευαίσθητα στις επιδράσεις τους. Ωστόσο, υπάρχουν και ορισμένα ετήσια φυτά τα οποία μπορεί να εμφανίσουν καμένες κορυφές λόγω της επίδρασης του Cl και Na, όταν εφαρμόζεται το νερό με τεχνητή βροχή και η περιεκτικότητα του Na και Cl είναι 10-20 meq/l. Η συσσώρευση των στοιχείων αυτών στα φύλλα προκαλεί δυσλειτουργία των στοματίων, με συνέπεια να ξηραίνονται οι κορυφές.

Πώς τα φυτά αντιδρούν στην αλατότητα

Τα φυτά για να αναπτυχθούν κάτω από αλατούχες συνθήκες του εδάφους, υποχρεώνονται να αναπτύξουν κάποιους αμυντικούς ή και επιθετικούς μηχανισμούς, οι οποίοι γενικά σχετίζονται με (α) την πρόσληψη των ιόντων και (β) τη σύνθεση των διάφορων οργανικών ουσιών ή και (γ) αμφοτέρων. Κλασσικό παράδειγμα τα αλόφυτα, τα οποία αντέχουν σε υψηλά επίπεδα αλατότητας του εδάφους και μπορούν να συσσωρεύουν άλατα σε υψηλές συγκεντρώσεις. Τα φυτά αυτά είναι προσαρμοσμένα να προσροφούν άλατα και να τα απομονώνουν στα κενοτόπια των κυτάρων τους (vacuoles), ενώ οι οργανικές συμβατές διαλυτές ενώσεις παίζουν το ρόλο της ωσμωτικής προσαρμογής στο κυττόπλασμα. Όμως, στα μη αλόφυτα (γλυκόφυτα), τα άλατα μπορεί να είναι εξαιρετικά επικίνδυνα, διότι συσσωρευόμενα στα κύτταρα σε υψηλές συγκεντρώσεις καταστρέφουν τα ένζυμα και τα οργανίδια τους. Η ευαισθησία των φυτών στα άλατα εμφανίζεται κατά τις εξής φάσεις ανάπτυξης: (α) φύτρωμα, (β) βλάστηση, (γ) αναπαραγωγή. Ειδικότερα η φάση της βλάστησης για πολλά φυτά είναι ίσως η πλέον ευαίσθητη. Επίσης, κατά τη φάση του φυτρώματος τα πράγματα γίνονται πιο πολύπλοκα. Τοιουτοτρόπως, υπάρχουν φυτά που είναι γενικά ευαίσθητα στην αλατότητα, κατά το φύτρωμα όμως είναι ανθεκτικά (καλαμπόκι). Αντίθετα, το βαμβάκι (Gossypium hirsutum) είναι περισσότερο ανθεκτικό στα άλατα καθώς επίσης και τα τεύτλα, είναι όμως περισσότερο ευαίσθητα κατά το φύτρωμα. Επίσης, υπάρχουν άλλα φυτά που είναι εξαιρετικά ανθεκτικά στα άλατα, και όμως κατά το φύτρωμα είναι ευαίσθητα στην αλατότητα. Οι περισσότερες καλλιέργειες είναι γενικά μη ανθεκτικές στα άλατα, γι' αυτό και θεωρούνται ως <<γλυκόφυτα>>. Οι καλλιέργειες αυτές έχουν την τάση να (απομονώνουν) τα άλατα στα κενοτόπια και τις οργανικές διαλυτές ενώσεις στο κυττόπλασμα, σε αντίθεση με τα αλόφυτα, στα οποία ο διαχωρισμός αυτός των ανόργανων αλάτων και των οργανικών ουσιών αποτελεί το βασικό μηχανισμό επιβίωσης τους κάτω από αλατούχες συνθήκες. Όσον αφορά στις ειδικές ιοντικές επιδράσεις, η πρόσληψη του Ca^2+ σε υψηλές ποσότητες συχνά αμβλύνει (μετριάζει) τις επιπτώσεις της αλατότητας στα φυτά. Εξάλλου, η ευσαισθησία των φυτών στα άλατα συχνά μεταβάλλεται κατά την περίοδο ανάπτυξης τους κάτω από αλατούχες συνθήκες. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι πολλές φορές οι αναπτυσσόμενες ρίζες επηρεάζονται λιγότερο από την αλατότητα απ' ότι οι βλστοί, κάτι που λαμβάνει χώρα ιδιαίτερα παρουσία του Ca^2+. Οι επιπτώσεις της αλατότητας στους βλαστούς εκδηλώνεται με τη μείωση της φυλλικής επιφάνειας, η οποία σχετίζεται με το μειωμένο εφοδιασμό των φύλλων με άλλα θρεπτικά.

Επίδραση της νατρίωσης του εδάφους στην ανάπτυξη των φυτών

Εκτός από τα ωσμωτικά φαινόμενα και τις δυσμενείς επιπτώσεις των ελεύθερων διαλυτών αλάτων στα αναπτυσσόμενα φυτά, τα αλκαλιώμενα (νατριωμένα) ή τα αλατούχο-αλκαλιωμένα εδάφη εμφανίζουν επιπλέον και τον κίνδυνο της επίδρασης των υψηλών συγκεντρώσεων του Na σε βάρος των φυτών. Η παρουσία της περίσσειας εναλλακτικού Na^ στο έδαφος δημιουργεί σημαντικά προβλήματα λόγω της υποβάθμισης των φυσικών χαρακτηριστικών τους (μείωση της περατότητας, περιορισμός της κίνησης του νερού και του αέρα, δημιουργία συνεκτικής και αδιαπέρατης στρώσης, ανάπτυξη επιφανειακής κρούστας και δυσμενής επίδραση του υψηλού ph στη διαθεσιμότητα των θρεπτικών). Επίσης, η υψηλή συγκέντρωση του Na^+, μπορεί να δράσει τοξικά στα φυτά. Ακόμη και η συσσώρευση στο έδαφος ορισμένων μετάλλων όπως το Μο, το οποίο ως γνωστόν είναι ευδιάλιτο στα αλκαλικά εδάφη, μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την πορεία ανάπτυξης των φυτών. Κάτω από συνθήκες νατρίωσης, η ανάπτυξη του φυτού μπορεί να επηρεαστεί από έναν ή περισσότερους από τους προαναφερθέντες παράγοντες. Οι δυσμενείς όμως επιπτώσεις αυτών των παραγόντων εξαρτάται από το βαθμό ανθεκτικότητας των φυτών στην περίσσεια του Na+. Η ανθεκτικότητα είναι ένα χαρακτηριστικό που δεν έχει σχέση μόνον με τις κληρονομικές καταβολές του φυτού, αλλά και με άλλους κλιματικούς, εδαφικούς, διαχειριστικούς και λοιπούς παράγοντες. Η επίδραση της νατρίωσης στις αποδόσεις διάφορων καλλιεργειών του ρυζιού, σιταριού. Οι καλλιέργειες διαφέρουν σημαντικά ως προς την ανθεκτικότητα τους στο βαθμό αλκαλίωσης (ESP), δηλαδή στο εναλλακτικό Na^+. Το ρύζι είναι πολύ πιο ανθεκτικό στον ESP από το σιτάρι. Επίσης δίνεται ο βαθμός ανθεκτικότητας διάφορων καλλιεργειών στο εναλλακτικό Na^+.

Ανθεκτικότητα των Καλλιεργειών στα Άλατα

Η ανθεκτικότητα των καλλιεργειών στα άλατα ορίζεται ως η ικανότητα των φυτών να αντέχουν στις επιδράσεις της περίσσειας των αλάτων του μέσου ανάπτυξης, χωρίς να υπόκεινται σε δυσμενείς επιπτώσεις. Η ανθεκτικότητα των φυτών επηρεάζεται όχι μόνο από το επίπεδο των αλάτων, αλλά και από το είδος των αλάτων, τις συνθήκες ανάπτυξης του φυτού, οι οποίες μπορεί να μεταβάλουν την ανθεκτικότητα, με την ηλικία και την ποικιλία του φυτού. Η ανθεκτικότητα αξιολογείται με βάση τα εξής: α) την ικανότητα του φυτού να επιβιώνει κάτω από συνθήκες αλατότητας, β) τις αποδόσεις που επιτυγχάνονται υπό την επίδραση της αλατότητας και γ) τη σχετική απόδοση της καλλιέργειας που λαμβάνεται υπό το καθεστώς αλάτων σε σχέση με αυτή που επιτυγχάνεται υπό κανονικές συνθήκες (χωρίς την παρουσία αλάτων).

Είναι φανερό ότι η απλή επιβίωση του φυτού κάτω από συνθήκες αλατότητας, χωρίς τη σύνδεση του με κατά το δυνατόν άριστες αποδόσεις, δεν παρουσιάζει παρά μόνο επιστημονικό ενδιαφέρον. Επειδή η ανθεκτικότητα διαφέρει από φυτό σε φυτό, πολλές καλλιέργειες μπορεί να αποδίδουν οικονομικά συμφέρουσες αποδόσεις κάτω από συνθήκες αλατότητας, σε αντίθεση με άλλες που απλά επιβιώνουν. Για τον ακριβή προσδιορισμό της σχέσης αλατότητας με την ανθεκτικότητα των φυτών στα άλατα, λαμβάνεται υπόψη η <<σχετική απόδοση>> και όχι η απόδοση η κανονική, λόγω των μεταβολών στις οποίες υπόκειται η τελευταία, συνέπεια των επιδράσεων διάφορων παραγόντων, όπως υγρασίας, γονιμότητας, εντόμων, ασθενειών και λοιπών εχθρών. Ως σχετική απόδοση νοείται εκείνη που επιτυγχάνεται κάτω από μη αλατούχες συνθήκες και εκφράζεται ως κλάσμα της απόδοσης που λαμβάνεται κάτω από μη αλατούχες συνθήκες. Η διαφορετικότητα στην ανθεκτικότητα στα άλατα των καλλιεργειών οφείλεται στη γενετική υποδομή του κάθε φυτού. Π.χ. το ρύζι είναι περισσότερο ανθεκτικό στα άλατα όσο και στο Na^+ από ότι το σιτάρι, το οποίο είναι πολύ ευαίσθητο σε υψηλές τιμές ESP. Κατά συνέπεια, ένας βαθμός ESP 50%, ενώ μπορεί να αφανίσει την καλλιέργεια του σιταριού, αφήνει ανέπαφο το ρύζι. Ειδικότερα όσον αφορά στην υψηλή ανθεκτικότητα του ρυζιού στο Na^+, αυτή οφείλεται στο γεγονός ότι η υπόψη καλλιέργεια αντέχει σε συνθήκες κατάκλυσης και ως εκ τούτου μπορεί να αναπτύσσεται φυσιολογικά. Επιπλέον, η ύπαρξη του νερού συμβάλλει στη μείωση του υψηλού pH των νατριωμένων εδαφών, συνέπεια των υψηλών σςυγκεντρώσεων CO2 λόγω της έντονης βακτηριακής ενεργότητας, που παρατηρείται κατά την καλλιέργεια του ρυζιού. Τα νατριώμενα εδάφη είναι τα πλέον κατάλληλα για την καλλιέργεια του ρυζιού, διότι συμβάλλουν και στη συγκράτηση μεγάλων ποσοτήτων νερού, γεγονός που ευνοεί την ανάπτυξη του ρυζιού. Επίσης, τα λειμώνια αγρωστώδη είναι πολύ ανθεκτικά στο Na^+. Π.χ. Βερμούδα, ή Cynodon dactylon. Ορισμένα, μάλιστα, είδη αγρωστωδών μπορεί να αντέξουν σε τιμές ESP = 80-90% χωρίς προσθήκη εδαφοβελτιωτικών. Σημειώνεται δε ότι η καλλιέργεια τέτοιων φυτών μπορεί να συμβάλει στη μείωση του ESP. Όσον αφορά στην ανθεκτικότητα των φυτών στην αλατότητα, δίνεται η επίδραση των αλάτων στο δυναμικό απόδοσης διαφόρων καλλιεργειών. Ήδη διαπιστώνουμε ότι τα φυτά εμφανίζουν ένα μεγάλο εύρος ανθεκτικότητας στα άλατα, η οποία εκτείνεται από αυτή των <<γλυκόφυτων>> μέχρι εκείνη των <<αλόφυτων>>. Γενικά, οι καλλιεργούμενες ποικιλίες, εξαιτίας της επιλογής τους για αυξημένη απόδοση, ποιότητα και λοιπά χαρακτηριστικά, έχουν μικρές δυνατότητες αντοχής στα άλατα, δεδομένου ότι είναι προσαρμοσμένες για ανάπτυξη κάτω από μη αλατούχες συνθήκες. Η ύπαρξη αλατούχων συνθηκών σε πολλά καλλιεργούμενα και αρδευόμενα εδάφη καθιστά αναγκαία τη χρήση ποικιλιών ανθεκτικών στην αλατότητα και ταυτόχρονα παραγωγικών. Η χρήση τέτοιων ποικιλιών ελαχιστοποιεί την ανάγκη της έκπλυσης των εδαφών και αμβλύνει το κόστος της παραγωγής όσο και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της έκπλυσης. Το ερώτημα που τίθεται εν προκειμένω είναι πώς θα επιτευχθεί ο στόχος αυτός; Η απάντηση είναι ότι η αντιμετώπιση αυτών των προβλημάτων θα είναι εφικτή με τη γενετική βελτίωση των φυτών, με σκοπό τη δημιουργία ποικιλιών ανθεκτικών στα άλατα. Σήμερα και κατά το παρόν στάδιο, η αξιοποίηση των αλατούχων εδαφών γίνεται με τη χρήση των ήδη υφιστάμενων ανθεκτικών στα άλατα καλλιεργειών όπως: τα τεύτλα, το κριθάρι, το βαμβάκι, σπαράγγι κλπ. Ωστόσο, η εντατικοποίηση της άρδευσης και η συνέπεια τούτης επέκταση της εναλάτωσης των αρδευόμενων εδαφών κατέστησαν αναγκαία και αναπόφευκτη την παραγωγή γενετικά βελτιωμένων και ανθεκτικών φυτών στα άλατα. Η βελτίωση αυτή στοχεύει: α) στη δυνατότητα να επιλέγει ο γεωργός περισσότερες ποικιλίες, β) στη μείωση των αναγκών έκπλυσης και άμβλυνσης των περιβαλλοντικών επιπτώσεων της έκπλυσης και γ) στην αξιοποίηση των υφάλμυρων νερών, τα οποία πολλές φορές υποχρεώνεται ο γεωργός να χρησιμοποιεί ελλείψει νερών καλής ποιότητας.

Για τη βελτίωση των φυτών, εκτός από την εφαρμογή των παραδοσιακών κλασικών μεθόδων, εφαρμόζεται σήμερα εκτεταμένα η γενετική μηχανική και η μοριακή βιολογία. Επίσης, καταβάλλεται ιδιαίτερη ερευνητική προσπάθεια κατανόησης των μηχανισμών ανθεκτικότητας των φυτών στα άλατα και οι πληροφορίες που αναμένεται να ληφθούν θα συμβάλουν στη δημιουργία περισσότερων ανθεκτικών στα άλατα ποικιλιών.

Παράγοντες της Ανθεκτικότητας των Φυτών στα Άλατα

Η επίτευξη του δυναμικού απόδοσης των καλλιεργειών με τη χρήση συγκεκριμένου νερού άρδευσης εξαρτάται από το είδος του φυτού και από την ποιότητα του νερού. Γενικά όμως έχει διαπιστωθεί ότι παίζει σπουδαίο ρόλο η ανθεκτικότητα του φυτού στα άλατα. Πολλοί παράγοντες επιδρούν στην ανθεκτικότητα αυτή. Μερικοί από αυτούς εξαρτώνται από το ίδιο το φυτό, ενώ άλλοι σχετίζονται με το έδαφος και το κλίμα. Οι παράγοντες αυτοί είναι οι εξής: α)η φάση αναπτυξης του φυτού, β)η ποικιλία ή το υποκείμενο (κληρονομικότητα), γ)η γονιμότητα του εδάφους, δ)η περιεκτικότητα του εδάφους σε νερό, ε)η κατανομή των αλάτων στο προφίλ, στ) το κλίμα-περιβάλλον και ζ) οι καλλιεργητικές πρακτικές.

Φάση ανάπτυξης του φυτού

Η αλατότητα του εδάφους επηρεάζει την ανάπτυξη του φυτού ανάλογα με το χρόνο έκθεσης του ριζικού συστήματος στην επίδραση των αλάτων, ανεξάρτητα από τη φάση ανάπτυξης. Αυτό βέβαια είναι μια γενική αρχή που ισχύει ως αξίωμα. Όμως έχει βρεθεί ότι τα φυτά εμφανίζουν διάφορη ευαισθησία στην αλατότητα κατά τις διάφορες φάσεις ανάπτυξης τους. Παρατηρούμε ότι οι απαριθμούμενες καλλιέργειες διαφέρουν ως προς την ευαισθησία τους στην παρουσία των αλάτων κατά το στάδιο του φυτρώματος όπως αυτή εκφράζεται με διάφορες τιμές αγωγιμότητας. Διαπιστώνουμε ότι π.χ. η τομάτα αντέχει κατά το στάδιο φυτρώματος σε αγωγιμότητα (ECe) της τάξεως των 7,6 ds x m^-1, ενώ το καλαμπόκι, όντας πιο ανθεκτικό κατά το φύτρωμα, μπορεί να υφίσταται μια αγωγιμότητα εδάφους 21-24 ds x m^-1. Αυτή η μεγάλη διαφορά είναι ενδεικτική της ανθεκτικότητας στα άλατα κατά το στάδιο του φυτρώματος των δύο αυτών φυτών. Ωστόσο, μερικά φυτά, ενώ είναι περισσότερο ευαίσθητα κατά το στάδιο του φυτρώματος, στις επόμενες φάσεις ανάπτυξης (ανθοφορία, καρπόδεση, ωρίμανση) είναι περισσότερο ανθεκτικά. Αλλά και στο σημείο αυτό παρατηρούνται διαφορές μεταξύ των φυτών. Π.χ. η φασολιά είναι πιο ευαίσθητη κατά το φύτρωμα από το κριθάρι. Όμως, υπάρχουν καλλιέργειες, όπως π.χ. το ρύζι, που ενώ κατά το στάδιο του φυτρώματος δεν είναι και τόσο ανθεκτικό, αν και περισσότερο ανθεκτικό από τα φασόλια, το κρεμμύδι, την τομάτα κ.λπ., στις επόμενες φάσεις, όπως στην ανθοφορία, γίνεται περισσότερο ευαίσθητο στα άλατα. Η ευαισθησία όμως αυτή καθώς αυξάνει το φυτό, μειώνεται και το ρύζι γίνεται ανθεκτικότερο με την πάροδο του χρόνου στην επίδραση των αλάτων. Υπάρχουν επίσης και περιπτώσεις φυτών, τα οποία, ενώ είναι ανθεκτικά στην παρουσία των αλάτων κατά το φύτρωμα, στη συνέχεια γίνονται πολύ ευαίσθητα σ΄όλες τις επόμενες φάσεις ανάπτυξης τους. Επίσης, ορισμένες καλλιέργειες ενώ είναι ανθεκτικές κατά το φύτρωμα στα άλατα, είναι ιδιαίτερα ευαίσθητες στην παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων του Na+. Σχετικά με την ευαισθησία των φυτών κατά το φύτρωμα, υποστηρίζεται από ορισμένους ερευνητές ότι αυτή σχετίζεται με την υψηλή αλατότητα που παρατηρείται στην επιφανειακή-αβαθή στρώση του εδάφους όπου άλλωστε τοποθετείται ο σπόρος κατά τη σπορά λόγω της ανοδικής τριχοειδούς κίνησης του νερού προς την επιφάνεια, όπου μετά την εξάτμιση του, συμπυκνώνονται τα άλατα.

Κληρονομικότητα

Τα κληρονομικά χαρακτηριστικά των φυτών φαίνεται ότι σχετίζονται με την ανθεκτικότητα τους στα άλατα. Γενικά, τα φυτά θα μπορούσαν να διαιρεθούν σε τέσσερις κατηγορίες ανθεκτικότητας. Στα ευαίσθητα, μετρίως ευαίσθητα, στα μετρίως ανθεκτικά και στα ανθεκτικά. Οι προσπάθειες που καταβάλλουν οι γενετιστές είναι να δημιουργήσουν ποικιλίες ανθεκτικές στα άλατα, με ταυτόχρονη διατήρηση υψηλού παραγωγικού δυναμικού. Σε πολλές χώρες του κόσμου έχουν δημιουργηθεί τέτοιες ποικιλίες. Π.χ. στις Ινδίες έχουν δημιουργηθεί πολλές ποικιλίες ρυζιού ανθεκτικές στα άλατα λόγω των αλατούχων συνθηκών που επικρατούν σε πολλές περιοχές της χώρας όπου καλλιεργείται το ρύζι.

Γονιμότητα του εδάφους

Η χαμηλή φαινόμενη ανθεκτικότητα των φυτών στα άλατα, που παρατηρείται στα πτωχά εδάφη, μπορεί να οφείλεται στο γεγονός ότι η γονιμότητα και όχι η αλατότητα αποτελεί τον περιοριστικό παράγοντα της ανάπτυξης. Σχετικά έχει αναφερθεί ότι η φαινόμενη ανθεκτικότητα των φυτών μειώνεται στα γόνιμα εδάφη. Η υψηλή γονιμότητα δεν ενισχύει σημαντικά την ανθεκτικότητα των φυτών στην αλατότητα παρά μόνον όταν αυτή δημιουργεί έλλειψη θρεπτικών, είτε λόγω ανταγωνισμού ή άλλων αιτίων, και όταν οι κακές συνθήκες αναστέλλουν σοβαρά την ανάπτυξη των φυτών, προκαλώντας τροφοπενία. Καλλιέργειες που αναπτύσσονται σε εδάφη χαμηλής γονιμότητας μπορεί να είναι πιο ανθεκτικές στα άλατα από τις αντίστοιχες που αναπτύσσονται σε γόνιμα εδάφη. Τούτο διότι η γονιμότητα και όχι η αλατότητα κυρίως περιορίζει την ανάπτυξη. Ένα έδαφος υψηλής γονιμότητας αυξάνει τις αποδόσεις ανεξάρτητα από την αλατότητα. Όμως, εάν το έδαφος είναι λιγότερο αλατούχο, η αύξηση των αποδόσεων είναι αναλογικά μεγαλύτερη. Οι επιδράσεις της αλατότητας και των διάφορων στρες, που οφείλονται στην έλλειψη θρεπτικών, είναι προσθετικές. Αυτό σημαίνει ότι, όταν η αυξημένη αλατότητα ή η μειωμένη γονιμότητα μειώνουν κατά το ίδιο επίπεδο τις αποδόσεις, τότε η βελτίωση του επιπέδου της γονιμότητας ή η μείωση της αλατότητας θα δώσουν το αυτό αποτέλεσμα. Αλλ' εάν είχαμε μεγαλύτερη μείωση των αποδόσεων από τον ένα παράγοντα (π.χ. αλατότητα) απ' ότι από τον άλλο (δηλαδή τη γονιμότητα), τότε η βελτίωση της αλατότητας θα αύξανε πολύ περισσότερο τις αποδόσεις απ' ότι θα επιτυγχανόταν με τη βελτίωση της γονιμότητας. Με άλλα λόγια, η βελτίωση του πλέον οξέος παράγοντα, δηλαδή εν προκειμένω της αλατότητας, θα ευνοούσε περισσότερο τις αποδόσεις ή την ανάπτυξη του φυτού απ' ότι η βελτίωση του λιγότερο οξέος παράγοντα, δηλαδή της γονιμότητας. Βέβαια αυτά θα συμβούν μόνο υπό την απαραίτητη προϋπόθεση ότι η αλατότητα προκαλεί ειδικές θρεπτικές ανισορροπίες ή η εφαρμογή των λιπασμάτων υπερβαίνει την ποσότητα που απαιτείται κάτω από μη αλατούχες συνθήκες, διότι τότε σπανίως βοηθούν τα λιπάσματα στο μετριασμό της αλατότητας στα φυτά. Η περίσσεια εφαρμογής N, P και K στα φυτά δεν επηρεάζει την ανθεκτικότητα τους στα άλατα.

Περιεκτικότητα του εδάφους στο νερό

Η περιεκτικότητα του εδάφους σε νερό μπορεί να επηρεάσει την αντοχή των φυτών στην αλατότητα. Πράγματι, όσο πιο ξηρό είναι το έδαφος τόσο περισσότερο αυξάνει η συμπύκνωση των αλατούχων εδαφών και άρα μειώνεται το ωσμωτικό δυναμικό του εδαφοδιαλύματος. Κατά συνέπεια, τα φυτά βρίσκονται αντιμέτωπα με μια αγωγιμότητα, η οποία πολλές φορές υπερβαίνει τη μηδενική βάση του δυναμικού παραγωγής τους. Σημειώθηκε στα προηγούμενα ότι η μέγιστη ανθεκτικότητα αντιστοιχεί στη μέγιστη αγωγιμότητα του εδάφους που η παραγωγική ικανότητα του τείνει να μειωθεί στο ελάχιστο. Κατά συνέπεια, στην περίπτωση αυτή επιβάλλεται η αύξηση της συχνότητας άρδευσης, ήτοι η μείωση του εύρους εφαρμογής του νερού μεταξύ δύο διαδοχικών αρδεύσεων, σε τρόπο ώστε να υπάρχει περισσότερο νερό στο έδαφος. Αυτό σημαίνει αραίωση του εδαφοδιαλύματος και επομένως αύξηση του ωσμωτικού δυναμικού (Ψο), γεγονός που βοηθά τα φυτά να αναπτυχθούν λειτουργώντας σε χαμηλότερα επίπεδα ανθεκτικότητας. Έτσι αποφεύγεται η δηλητηριώδης επίδραση του χαμηλού ωσμωτικού δυναμικού και μειώνεται η δυσμενής επίδραση της αλατότητας σε βάρος των φυτών. Η ανθεκτικότητα της πιπεριάς ενισχύθηκε περισσότερο με την εφαρμογή νερού καθημερινώς με τη μέθοδο των σταγόνων παρά με εκείνη των αυλακιών. Όμως η κατάκλυση του εδάφους με νερό και η συνέπεια αυτής ο ανεπαρκής αερισμός και η κατ' ακολουθίαν έλλειψη O2 λόγω της μη ικανοποιητικής στράγγισης μπορεί να επηρεάσει την αντίδραση του φυτού στο στρές της αλατότητας. Χαμηλά επίπεδα Ο2 στο έδαφος αλληλεπιδρούν αρνητικά με την αλατότητα και επηρεάζουν δυσμενώς την αύξηση των βλαστών. Η ανεπαρκής στράγγιση μπορεί να συμβάλει στη δημιουργία αβαθούς υπόγειας στάθμης του νερού, η οποία αποτελεί μια αιτία της εναλάτωσης του εδάφους. Το γεγονός αυτό μπορεί να επηρεάσει την ανθεκτικότητα των φυτών στα άλατα.

Κατανομή των αλάτων στο προφίλ

Η αλατότητα του εδάφους μεταβάλλεται αενάως, ανάλογα με την έκπλυση και τη στράγγιση. Κατά συνέπεια, σπανίως είναι σταθερή. Η κατανομή των αλάτων στην κατατομή του εδάφους σε ορισμένες περιπτώσεις είναι σταθερή και ομοιόμορφη, αλλά συνήθως μεταβάλλεται από τα άλατα του νερού άρδευσης, όπου στην επιφάνεια η αγωγιμότητα είναι περίπου ίδια με εκείνη του νερού άρδευσης, ενώ στη ριζική ζώνη μπορεί να είναι πολλαπλάσια. Εξάλλου, εάν η υπόγεια στάθμη είναι πλησίον της επιφάνειας του εδάφους, τότε η μεν αλατότητα στην επιφάνεια του εδάφους είναι πολύ υψηλή και στη ριζική ζώνη χαμηλή λόγω της σχετικής αραίωσης των θρεπτικών από την παρουσία του νερού. Δηλαδή η ανυψωμένη υπόγεια στάθμη αντιστρέφει την κατανομή των αλάτων κατατομής (προφίλ). Άλλη μεταβολή στην κατανομή των αλάτων στο προφίλ μπορεί να παρατηρηθεί, όταν ο χρόνος μεταξύ δύο αρδεύσεων είναι μεγάλος. Αυτό οφείλεται στην αυξημένη εξατμισοδιαπνοή και στην κατ' ακολουθίαν συμπύκνωση των αλάτων στο προφίλ. Ενώ, όταν ο χρόνος μεταξύ δύο αρδεύσεων είναι μικρός, παρατηρείται μείωση της αλατότητας λόγω αραίωσης από την παρουσία του νερού στο προφίλ. Ως αποτέλεσμα των μεταβολών των αλάτων στην κατατομή, θα πρέπει και τα φυτά να προσαρμόζουν την ανθεκτικότητα τους αναλόγως.

Κλίμα-Περιβάλλον

Οι επικρατούσες κλιματικές συνθήκες, ως γνωστόν, σχετίζονται με την εξάτμιση του νερού. Ως εκ τούτου επιδρούν σημαντικά στη συγκέντρωση των αλάτων και άρα επηρεάζουν την ανθεκτικότητα των φυτών στην αλατότητα και στη νατρίωση. Όταν οι κλιματικές συνθήκες ευνοούν την υψηλή εξάτμιση, λόγω των υψηλών θερμοκρασιών και χαμηλών βροχοπτώσεων, τότε παρατηρείται η συμπύκνωση και συσσώρευση των αλάτων. Η κατάσταση αυτή είναι περισσότερο έντονη κατά τους θερινούς μήνες, γεγονός που καθιστά αναγκαία τη χρήση ποικιλιών με μεγάλη ανθεκτικότητα στα άλατα και στο νάτριο. Σχετικές μελέτες έχουν δείξει ότι η δυσμενής επίδραση της νατρίωσης στα φυτά οξύνεται κατά τους θερινούς μήνες λόγω της αυξημένης εξάτμισης. Για την αντιμετώπιση του φαινομένου αυτού επιβάλλεται η εφαρμογή ειδικών διαχειριστικών πρακτικών του νερού άρδευσης, σε τρόπο ώστε να αμβλυνθούν οι επιπτώσεις της αλατότητας και της νατρίωσης, για να μπορούν τα φυτά να λειτουργούν μέσα στα όρια της σχετικής ανθεκτικότητας τους. Από τα προαναφερθέντα προκύπτει ότι οι κλιματικοί παράγοντες επηρεάζουν τη συμπεριφορά των φυτών, δηλαδή την ανθεκτικότητα τους, στα άλατα. Τούτο δε καταδεικνύεται από σχετικά πειράματα κατά τα οποία μελετήθηκε η επίδραση ψυχρών και θερμών περιβαλλοντικών συνθηκών στις αποδόσεις δύο καλλιεργειών, που αναπτύχθηκαν κάτω από συνθήκες της αυτής αγωγιμότητας. Προκύπτει με σαφήνεια ότι οι υπόψη καλλιέργειες κάτω από συνθήκες ψυχρού περιβάλλοντος ανθίστανται καλύτερα (αποτελεσματικότερα) στις επιδράσεις της αλατότητας σε σύγκριση με το θερμό περιβάλλον. Σύμφωνα με Ινδούς ερευνητές σε ορισμένες περιοχές της Ινδίας το ρύζι καλλιεργείται και κατά τις ψυχρές αλλά και βροχερές, όσο και κατά τις θερμές-ξηρές εποχές. Κατά μέσον όρο οι αποδόσεις που επιτυγχάνονται. Γλινεται σαφές ότι οι σχετικές αποδόσεις του ρυζιού είναι σημαντικά υψηλότερες κατά τις υγρές και ψυχρές εποχές απ' ότι κατά τις θερμές στο αυτό επίπεδο της αλατότητας. Έχει βρεθεί ότι οι περισσότερες καλλιέργειες ανθίστανται πιο αποτελεσματικά στην αλατότητα κάτω από χαμηλές θερμοκρασίες παρά υψηλές. Δηλαδή είναι περισσότερο αποδοτικές υπό την επίδραση δροσερού παρά ξηρού και θερμού κλίματος. Οι καλλιέργειες μηδική, φασόλια, τεύτλα, καρότα, βαμβάκι, κρεμμύδια, κολοκυθάκια, φράουλες και τομάτα αποδείχτηκαν ότι επηρεάζονται αρνητικά από την αλατότητα σε υψηλές παρά σε χαμηλές θερμοκρασίες. Το στρές στο οποίο υπόκεινται τα φυτά λόγω αλατότητας καθορίζεται σε σημαντικό βαθμό από την πορεία της εξάτμισης του νερού κατά την περίοδο ανάπτυξης των φυτών. Η επίδραση αυτή της εξάτμισης σε βάρος των φυτών μπορεί να είναι ισχυρότερη και από την ίδια αγωγιμότητα. Μείωση της σχετικής υγρασίας προκαλεί σημαντική μείωση των αποδόσεων λόγω αλατότητας. Βρέθηκε, λοιπόν, ότι οι καλλιέργειες κριθάρι, φασολάκια, καλαμπόκι, βαμβάκι, κρεμμύδι και ροδάκινα είναι περισσότερο ευαίσθητες στα άλατα σε χαμηλό επίπεδο υγρασίας απ' ότι σε υψηλό. Αντίθετα, όσον αφορά τα τεύτλα και το σιτάρι διαπιστώθηκε ότι η ανθεκτικότητα τους στα άλατα δεν επηρεάζεται από το επίπεδο υγρασίας. Επίσης, η ρύπανση της ατμόσφαιρας μπορεί να αυξήσει τη φαινόμενη ανθεκτικότητα των φυτών στα άλατα. Π.χ. η μηδική δίνει ικανοποιητικές αποδόσεις σε συνθήκες μολυσμένης ατμόσφαιρας που διαφορετικά θα ήταν πολύ χαμηλές. Αντίθετα τονίζεται ότι η ρύπανση της ατμόσφαιρας καθιστά πολλές καλλιέργειες ευαίσθητες στην αλατότητα. Ωστόσο, η ρύπανση με όζον μειώνει τις αποδόσεις ορισμένων καλλιεργειών περισσότερο κάτω από μη αλατούχες συνθήκες παρά αλατούχες. Φαίνεται ότι το όζον συνεργεί με την αλατότητα υπέρ της ανάπτυξης των φυτών.

Καλλιεργητικές πρακτικές

Οι καλλιεργητικές πρακτικές έχουν ως σκοπό τον περιορισμό της αλατότητας στα πλαίσια του κατά το δυνατόν φυσιολογικού εύρους ανθεκτικότητας των φυτών. Αυτό μπορεί βέβαια να επιτευχθεί σε αρκετά ικανοποιητικό βαθμό με την έκπλυση, την εξασφάλιση επαρκούς στράγγισης και τη διατήρηση του φρεατίου ορίζοντος σε μεγαλύτερο των 2m βάθος από την επιφάνεια. Εάν η αγωγιμότητα είναι υψηλή, τότε θα πρέπει να επιλεγούν ανθεκτικές ποικιλίες. Οι πιο πάνω πρακτικές στοχεύουν στη μακροπρόθεσμη αντιμετώπιση του προβλήματος. Υπάρχουν ωστόσο και άλλες πρακτικές οι οποίες μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά το φύτρωμα και την αύξηση των φυταρίων κατά τα πρώιμα στάδια της ανάπτυξης τους. Οι πρακτικές αυτές, είναι οι εξής: α) Ισοπέδωση του εδάφους για την εξασφάλιση ομοιόμορφης κατανομής του νερού στο έδαφος. Όπως έχει τονιστεί, τα άλατα συσσωρεύονται στα υψηλότερα σημεία, ενώ το νερό περιορίζεται στα χαμηλότερα. Η βλάστηση του σπόρου στα υψηλότερα σημεία είναι πολύ χαμηλή λόγω των αλάτων και της έλλειψης νερού, ενώ στις χαμηλές θέσεις οι σπόροι δεν βλασταίνουν (φυτρώνουν) λόγω της ύπαρξης περίσσειας νερού. Αλλά και αν βλαστήσουν, τα φυτά θα είναι ασθενή, ισχνά και χλωρωτικά, λόγω της έλλειψης οξυγόνου (ανοξία) που επικρατεί στις θέσεις αυτές συνέπεια της κατάκλυσης με νερό και του σχηματισμού επιφανειακής κρούστας. β) Χρόνος εφαρμογής των αρδεύσεων: η εφαρμογή του νερού στον κατάλληλο χρόνο μετριάζει το στρες των αλάτων και ευνοεί ως εκ τούτου την ανάπτυξη των φυτών. Τούτο έχει ιδιαίτερη σημασία, όταν το χρησιμοποιούμενο νερό έχει υψηλή αγωγιμότητα. Σ' αυτές τις περιπτώσεις θα πρέπει το νερό να εφαρμόζεται με μεγαλύτερη συχνότητα, δηλαδή σε μικρότερα χρονικά διαστήματα. Με τον τρόπο αυτό οι σπόροι μπορεί να ευνοηθούν σημαντικά κατά το φύτρωμα και να ξεπεράσουν τον κίνδυνο της αλατότητας. Και τούτο διότι με την αύξηση της συχνότητας των αρδεύσεων το έδαφος διατηρεί σε καλύτερο (υψηλότερο) επίπεδο τη διαθεσιμότητα του νερού στα φυτά. Βέβαια, η πιο συχνή άρδευση απαιτεί την ύπαρξη νερού διαθέσιμου ανά πάσα στιγμή. Αυτό, όμως, μπορεί να μην είναι δυνατό πάντοτε. Θα πρέπει βασικά να γνωρίζει κανείς την τιμή της εξατμισοδιαπνοής, δηλαδή τις απαιτήσεις της καλλιέργειας σε νερό, για να ρυθμίσει ανάλογα τη συχνότητα των αρδεύσεων. Εν προκειμένω, ασφαλώς απαιτείται και η γνώση των μετεωρολογικών συνθηκών της περιοχής. Επειδή τα άλατα συγκεντρώνονται στην επιφάνεια και αναστέλλουν ή περιορίζουν το φύτρωμα του σπόρου, είναι πολύ χρήσιμο να γίνεται μια έκπλυση πριν από τη σπορά. Έτσι, μπορεί να αυξηθεί σημαντικά το ποσοστό του φυτρώματος. γ) Τοποθέτηση του σπόρου: κατάλληλες πρακτικές, όπως μορφή της σποροκλίνης σε συνδυασμό με τη μέθοδο άρδευσης, μπορεί να αμβλύνουν σημαντικά τις επιπτώσεις της αλατότητας σε βάρος των φυτών, ιδιαίτερα κατά το ευαίσθητο στάδιο του φυτρώματος και της βλάστησης των φυταρίων. Κατά την άρδευση με αυλάκια, τα άλατα συγκεντρώνονται στην κορυφή των σαμαριών. Η τοποθέτηση του σπόρου στα σημεία αυτά συνεπάγεται τη μείωση του ποσοστού του φυτρώματος στο ελάχιστο ανάλογα με επίπεδο της αγωγιμότητας. Επομένως, οι σπόροι ή τα φυτά θα πρέπει να τοποθετηθούν στα πλάγια, μακράν του σημείου συσσώρευσης των αλάτων. Όπως φαίνεται στην περίπτωση Α, υπάρχει νερό και στα δύο αυλάκια και τα άλατα συσσωρεύονται στην κορυφή και στο κέντρο του σαμαριού. Στην περίπτωση Β παρατηρούμε ότι μόνο το δεξιό αυλάκι έχει νερό και τα άλατα συσσωρεύονται στο αριστερό υψηλό σημείο του σαμαριού, ενώ το φυτό μπορεί να τοποθετηθεί στα δεξιά, χωρίς να υφίσταται τις συνέπειες της αλατότητας. Στην περίπτωση Γ βλέπουμε ότι το φυτό έχει τοποθετηθεί στο κέντρο του σαμαριού , όπου συσσωρεύονται τα άλατα. Στη θέση αυτή είναι καταδικασμένο και θα αποτύχει, εκτός αν η στάθμη του νερού στα αυλάκια είναι υπερυψωμένη, γεγονός που αμβλύνει τις επιπτώσεις της αλατότητας. Το συμπέρασμα είναι ότι σαμάρια μιας γραμμής φυτών με πεπλατυσμένη κορυφή θα πρέπει το νερό να εφαρμόζεται εναλάξ σε κάθε και όχι ταυτόχρονα και στα δύο, ούτως ώστε το φυτό ή ο σπόρος που τοποθετείται στο κέντρο να μην επηρεάζονται από τα άλατα. Όταν όμως το πεπλατυσμένο σαμάρι φέρει δύο σειρές φυτών, η εναλλάξ εφαρμογή του νερού στο αριστερό ή δεξιό αυλάκι δεν ισχύει. Διότι, όταν το νερό θα εφαρμόζεται στο δεξιό αυλάκι, τα άλατα θα συσσωρεύονται στην αριστερή πλευρά του σαμαριού, οπότε ο σπόρος που βλαστάνει ή τα φυτά, θα υφίστανται τις αρνητικές επιπτώσεις των συσσωρευόμενων αλάτων. Το ίδιο θα συμβεί, όταν το νερό εφαρμοστεί στο αριστερό αυλάκι, τα άλατα θα συσσωρευτούν στη δεξιά πλευρά του σαμαριού και ο σπόρος ή τα φυτά που θα είναι εκεί θα υποστούν ομοίως τις δυσμενείς τους επιδράσεις. Για την αποφυγή των προβλημάτων αυτών, στην περίπτωση που τα σαμάρια φέρουν δυο σειρές (πεπλατυσμένα σαμάρια), τα φυτά ή ο σπόρος, θα πρέπει να τοποθετούνται στα άκρα του σαμαριού και το νερό να εφαρμόζεται ταυτόχρονα και στα δύο αυλάκια, διότι, όπως φαίνεται, τα άλατα συσσωρεύονται στο κέντρο του σαμαριού. Η εφαρμογή δε του νερού σε υψωμένη στάθμη μέσα στο αυλάκι, αμβλύνει σημαντικά τη συσσώρευση των αλάτων. Γενικά, είτε έχουμε σαμάρια με μια σειρά φυτών ή με δύο σειρές, η υπερυψωμένη στάθμη του εφαρ μοζόμενου νερού έχει ως αποτέλεσμα την αραίωση των συσσωρευόμενων αλάτων στο κέντρο ή την κορυφή του σαμαριού, με αποτέλεσμα οι βλαστάνοντες σπόροι ή τα φυτά να υφίστανται τις επιπτώσεις της αλατότητας σε μικρότερο βαθμό. Από τα προαναφερθέντα προκύπτει ότι ο τρόπος συσσώρευσης των αλάτων κατά την άρδευση εξαρτάται από το σχήμα των αυλακιών και από τη μέθοδο άρδευσης. Ο σπόρος βλαστάνει μόνο όταν τοποθετείται σε τέτοια θέση στο σαμάρι, ούτως ώστε να αποφύγει τις επιπτώσεις της έντονης αλατότητας που προκαλείται από τη συσσώρευση των αλάτων. Γι' αυτό προτείνονται πέραν των προαναφερθέντων σχημάτων των σαμαριών και των πρακτικών εφαρμογής του νερού και πρόσθετοι τρόποι και μορφές (σχήμα) σαμαριών για την άμβλυνση των επιπτώσεων της αλατότητας. Έτσι, έχουμε τη δυνατότητα κατασκευής των επικλινών σαμαριών του τύπου και της μορφής αντίστοιχα.

Συναρτησιακές Σχέσεις μεταξύ της Ανθεκτικότητας των Φυτών στα Άλατα με τις Αποδόσεις

Η ανθεκτικότητα των φυτων στα άλατα μπορεί να περιγραφεί μαθηματικά με μια εξίσωση, η οποία συνδέει τη σχετική απόδοση (Υr) με την αγωγιμότητα (ECe) του εδάφους. Έχει βρεθεί ότι η ανθεκτικότητα είναι μια συνεχής συνάρτηση της σχετικής απόδοσης με την αγωγιμότητα του εδάφους. Η καμπύλη αντίδρασης των σχετικών αποδόσεων στη μεταβαλλόμενη αλατότητα του εδάφους είναι <<σιγμοειδής>>, αλλά λόγω της καταστροφής των φυτών στα υψηλά επίπεδα της αλατότητας συνήθως λείπει το κάτω μέρος της καμπύλης αυτής. Η απόδοση των καλλιεργειών, η οποία μεταβάλλεται με την αγωγιμότητα, μπορεί να περιγραφεί με ικανοποιητική ακρίβεια από μια εξίσωση <<κατά κλάδους>> (δικλαδική), γραμμικής μορφής, που αποτελείται από το <<πλατώ>> ανθεκτικότητας στα άλατα της συγκεκριμένης καλλιέργειας με μηδενική κλίση, καθώς επίσης και από τον κλάδο τον καθοδικό, του οποίου η κλίση δείχνει τη μείωση της σχετικής απόδοσης, συνέπεια της αυξανόμενης συγκέντρωσης των αλάτων ανά μονάδα αύξησης της αγωγιμότητας. Η αντίδραση των αποδόσεων στα διάφορα επίπεδα της αλατότητας του εδάφους ή της EC της πάστας κορεσμού περιγράφεται από μία δίκλαδη ή κατά κλάδους γραμμική εξίσωση. Έτσι, για αγωγιμότητα εδάφους μεγαλύτερη της οριακής τιμής οποιασδήποτε καλλιέργειας. Η δίκλαδη γραμμική συνάρτηση είναι ικανοποιητικά ακριβής, όταν η αλατότητα εκφράζεται με βάση το ωσμωτικό δυναμικό (osmotic potential) του εδαφοδιαλύματος στο επίπεδο της υδατοϊκανότητας (OPcf). Οι εξισώσεις (1) και (2) είναι γραμμικές παρά το ότι ο OPcf δεν είναι γραμμική συνάρτηση της ECe. Ωστόσο, η απόκλιση από τη γραμμικότητα είναι μικρή και οι σχετικές αποδόσεις που υπολογίζονται με την εξίσωση (2) δε διαφέρουν από εκείνη της εξίσωσης (1) παρά μόνο από 1 έως 2%. Σημειώνεται ότι η συγκέντρωση των διαλυτών αλάτων στο εδαφικό νερό και στο επίπεδο της υδατοϊκανότητας θεωρείται ότι είναι δυο φορές μεγαλύτερη από την αντίστοιχη του εκχυλίσματος κορεσμού. Διαπιστώνεται ότι η μεταβολή του Yr είναι γραμμική και δίκλαδη, δηλαδή αποτελείται από το σταθερό κλάδο, που αντιστοιχεί στην τιμή α ή threshold value, η οποία αντιπροσωπεύει την ανθεκτικότητα των τεύτλων μέσα στα όρια της οποίας αποδίδει τη μέγιστη τιμή Υr. Και επίσης έχουμε τον καθοδικό κλάδο, που δείχνει τη μείωση της Υr με την αύξηση της ECe ή την τιμή β, δηλαδή τη μείωση του Yr ανα μονάδα της ECe (ds x m^-1), δηλαδή την κλίση β.

Αξιολόγηση της Ανθεκτικότητας των Φυτών στα Άλατα

Η αξιολόγηση της ανθεκτικότητας των φυτών στα άλατα γίνεται με βάση την ανάπτυξη και την απόδοση τους. Οι αποδόσεις αρχίζουν να μειώνονται, όταν η αλατότητα, που εκφράζεται ως αγωγιμότητα, αρχίζει να υπερβαίνει την οριακή τιμή. Η μείωση των αποδόσεων είναι γραμμική. Οι καλλιέργειες έχουν διάφορη ανθεκτικότητα στα άλατα και γενικά κατατάσσονται στις εξής κατηγορίες: α) Ευαίσθητες: < 1,3 dS x m^-1 β) Μετρίως ευαίθητες: 1,3-3,0 dS x m^-1 γ) Μετρίως ανθεκτικές: 3,0-6,0 dS x m^-1 δ) Ανθεκτικές: > 10 dS x m^-1 ε) Ακατάλληλες λόγω υπερβολικά υψηλής αλατότητας Η κάθε κατηγορία περιλαμβάνει μια αντίστοιχη ομάδα φυτών της ίδιας ευαισθησίας ή ανθεκτικότητας στα άλατα. Η αγωγιμότητα αναφέρεται τόσο σ' αυτήν του νερού άρδευσης (ECw) όσο και σ' εκείνη του εδάφους (ECe). Ο διαχωρισμός σε κατηγορίες είναι εμπειρικός, αλλά χρήσιμος στην καθημερινή πράξη. Δίνει τη δυνατότητα της κατά προσέγγιση αξιολόγησης της ανθεκτικότητας των φυτών στα άλατα. Η πιο ακριβής αξιολόγηση της ανθεκτικότητας δοθείσης καλλιέργειας μπορεί, να δείξει ότι η ανάπτυξη του φυτού, αυξανόμενης της αλατότητας, μειώνεται γραμμικά, καθώς η αγωγιμότητα υπερβαίνει την κρίσιμη τιμή. Υ = Σχετική απόδοση (%) ECe = Αγωγιμότητα του εκχυλίσματος κορεσμού dS x m^-1 α = Η κρίσιμη τιμή της αγωγιμότητας (threshold value) β = Απώλεια αποδόσεων ανά μονάδα αύξησης της αγωγιμότητας (Κλίση % ανα μονάδα ηλεκτρικής αγωγιμότητας dS x m^-1)

Το Βόριο των Νερών Άρδευσης

Τα νερά άρδευσης περιέχουν διάφορες συγκεντρώσεις βορίου, οι οποίες εξαρτώνται από το είδος των πετρωμάτων δια των οποίων διέρχονται κατά την κίνηση τους. Το Β είναι θρεπτικό στοιχείο απαραίτητο για την ανάπτυξη των φυτών. Όμως, όταν η συγκέντρωση του στο έδαφος αυξηθεί πάνω από την οριακή τιμή, τότε μπορεί να δράσει τοξικά. Η διαφορά στη συγκέντρωση Β μεταξύ ωφέλιμης και τοξικής δράσης είναι μικρή και εδώ χρειάζεται ιδιαίτερη προσοχή. Μία περιεκτικότητα του Β στο νερό άρδευσης ίση με 0,2 mg/l είναι επαρκής για τα φυτά και το νερό αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί χωρίς κανένα πρόβλημα. Εάν όμως η περιεκτικότητα του είναι > 1-2mg/l, τότε υπάρχει ο πιθανός κίνδυνος της τοξικής δράσης σε βάρος των φυτών. Τα επιφανειακά νερά σπανίως περιέχουν υψηλές συγκεντρώσεις Β, ενώ τα υπόγεια μπορεί μερικές φορές να περιέχουν υψηλές συγκεντρώσεις του στοιχείου αυτού. Ως παράδειγμα αναφέρονται εδώ τα νερά των ελαιοχωρίων Νομού Χαλκιδικής, τα οποία προέρχονται από πετρώματα πλούσια σε Β και η περιεκτικότητα τους είναι πολύ υψηλή (>2mg/l). Τα φυτά διαφέρουν ως προς την ανθεκτικότητα τους στην παρουσία του Β. Δίνονται τα όρια διάφορων κατηγοριών ανθεκτικότητας των καλλιεργειών στο Β. Η ανθεκτικότητα αυτή σχετίζεται με την κληρονομικότητα του κάθε είδους φυτού και περιέχει έναν τρόπο αξιοποίηση των νερών με υψηλή συγκέντρωση Β. Το Β που προστίθεται στο έδαφος μέσω του νερού άρδευσης δεσμεύεται κατά ένα ποσοστό, ανάλογα με τα φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά του κάθε εδάφους. Κατά συνέπεια, το θέμα της τοξικότητας θα πρέπει να εξετάζεται σε συνάρτηση με το είδος του εδάφους, διότι η δέσμευση του εξουδετερώνει μέρος της τοξικής του δράσης. Γενικά τα συμπτώματα τοξικότητας του Β εκδηλώνονται όταν η περιεκτικότητα του στοιχείου αυτού στα φύλλα γίνει >250-300ppm. Π.χ. στην αγγουριά συμπτώματα τοξικότητας εμφανίζονται όταν η περιεκτικότητα είναι >300-500ppm Β. Αυτό, βέβαια, εξαρτάται και από το είδος του φυτού. Υπάρχουν φυτά τα οποία εκδηλώνουν συμπτώματα τοξικότητας σε πολύ μικρές συγκεντρώσεις (π.χ. τα αγγουράκια gherkin σε 30 ppm Β. Οι ευαίσθητες καλλιέργειες στο Β συνήθως δε συσσωρεύουν υψηλές συγκεντρώσεις Β και κατά συνέπεια ορισμένες απ' αυτές μπορούν να αποφεύγουν τις επιπτώσεις της τοξικότητας του Β.